식물로 만든 플라스틱, 친환경 PVC와 탄소 중립

"2010년대 중반 미국의 ‘플린트’ 시에서 미국 최악의 환경 사고로 꼽히는 ‘플린트 수돗물’ 사건이 일어났다." 문제의 시작은 플린트 시에서 산성이 강한 물을 수돗물로 끌어다 쓴 것이었다. 더 큰 문제는 플린트 시에서 사용하던 수도관이 특수한 수질을 견디지 못한 것이다. 플린트 시는 금속 재질의 수도관을 주로 사용했다. 쇠나 철로 수도관 만들었다면 튼튼할 것 같지만 사실 그렇지 않다. 철만 보더라도 공기 중 수분이 많이 닿으면 얼마 지나지 않아 벌겋게 녹이 슬며 부스러져 버린다. 철뿐만 아니라 여타 금속들 역시 산성 물질을 비롯해 다양한 물질이 녹아 있는 물에 닿으면 변질될 가능성이 있다. 특히 플린트 시의 경우, 금속 파이프에서 납으로 이루어진 부분이 많았던 것이 큰 문제였다. 산성이 강한 수돗물이 흐르며, 금속 수도관을 부식시켰고, 이 과정에서 납이 수돗물에 조금씩 녹아들었다. 그 결과, 많은 플린트 시민들이 납에 노출되는 피해를 입었다. 특히 어린이들의 피해가 심하여 많은 언론에서 이를 지적하기도 했다. 결국 이 사건은 굉장히 거대한 소송으로 비화되었고, 수년 간의 다툼 끝에 2020년대 초, 미 당국에게 무려 6억 달러가 넘는 금액을 시민들에게 지급하라는 판결이 나오면서 사건은 겨우 마무리되었다. 플린트 시에는 결국 문제의 원인인 수도관을 바꾸기로 했다. 이때 사용된 것이 바로 ‘PVC 플라스틱’ 이다. 저렴하고 쉽게 만들 수 있으면서 강철보다 부식의 위험이 적기 때문이다. PVC는 ‘폴리염화비닐(Polyvinyl chloride)’의 영문 약자를 딴 이름 으로 우리가 흔히 잘 아는 비닐 장판이나, 비닐 레코드판, 비닐 가방 등을 만드는 재질로 널리 쓰이는 물질이다. 쉽게 마모되지 않으며, 가격이 저렴한 편이라 세계적으로 널리 사용되는 5대 범용 소재 중 하나로 자리잡았다. 앞서 소개한 예시처럼 수도관 등 같은 커다란 파이프를 만들거나, 건설 용도로 사용되는 각종 파이프를 대량으로 만드는 데에 널리 쓰이고 있다. 게다가 PVC는 내구도가 강하면서도 다른 물질과 섞어 가공하면 원하는 모양새로 용도에 따라 다양한 물건을 만들 수 있다는 장점도 갖추고 있다. 실제로 이 PVC를 가공하면 가죽 질감을 낼 수 있어, 인조 가죽 등을 제작하는 재료로도 널리 쓰이고 있다. 동물권을 보장하는 데에도 큰 기여를 했다고 말할 수 있겠다. 이렇게 다양한 장점을 지닌 PVC이지만, 단점 역시 존재한다. 열이나 스크래치에 약하다는 등의 단점도 있지만 필자는 PVC의 가장 큰 단점으로 가격이 너무 저렴하다는 점 을 꼽고 싶다. 경제성이 좋다는 측면에서는 대단한 장점이지만, 현재 PVC와 플라스틱 산업의 상황을 보면 그 장점이 오히려 단점이 되고 있다는 느낌마저 든다. 저렴한 가격에 비해 가공이 용이하다보니 생활 속에서 쓰이지 않는 곳을 찾는 것이 더 쉬울 정도이다. 어린이들의 완구 및 학용품, 건물 자재는 물론, 흔히 식품을 포장하는 랩이나 일회용기 역시 이 PVC가 주 재원이다. 문제는 이 PVC는 인체에도 유해할 뿐더러 재활용이 거의 불가 하다는 점이다. 통상적으로 플라스틱은 원료가 석유인 점을 이용해 화력 발전이나 시멘트 연료 등으로 재활용한다. 이에 반해 PVC는 재활용이 불가능하다. 다른 플라스틱에 비해 염소의 함량이 높아 소각 및 재활용 과정에서 강한 부식성을 띄기 때문이다. 이는 인체뿐 아니라 공장 설비 등에도 악영향을 준다. 부식된 공장 설비를 재정비 하는 과정에서도 탄소가 발생할 테니 지속 가능한 측면에서 적합하지 않다. 광범위한 활용 범위에 반해 재활용이 불가능하여, 수많은 PVC 제품은 일반쓰레기로 전락하고 있는데, 자연 분해도 어려워 대체재 마련이 시급하다. 게다가 PVC를 비롯한 플라스틱의 원료가 무엇인지 거슬러 올라가 보면 탄소 배출의 주범으로 손꼽히는 화석 연료, 석유이다. 실제로 전 세계 석유 생산량의 8~10%가량은 플라스틱을 생산 하는 데에 쓰이고 있다. 화석 연료를 활용한 소재이기 때문에 PVC와 플라스틱은 생산부터 폐기까지 전 주기를 통틀어 1년에 8.6억 톤의 이산화탄소를 배출 한다. 기후 변화로 이산화탄소 저감을 위해 석유 등의 화석 연료 사용을 줄여야 하는 시대에 당면한 만큼, 이를 타개할 해결책이 필요하다. "현실적으로 PVC를 당장 사용하지 않는 것은 불가능하다." 때문에 그나마 인체에 무해하며, 탄소 감축이 가능한 ‘친환경 PVC’ 를 생산하는 기술에 이목이 쏠리고 있다. 친환경 PVC는 석유 등 탄소가 발생하는 화석 연료가 아닌 바이오 연료를 기존 원료와 혼합하여 만든 것으로, ‘바이오 플라스틱’ 이라는 별명으로 불리기도 한다. 친환경 PVC를 제조하는 방식을 ‘바이오매스 밸런스드’ 생산 방식이라고 하는데, 여기서 바이오매스란 태양 에너지를 받아 유기물을 합성하는 식물체와 이를 식량으로 하는 동물, 미생물 등의 생물 유기체를 총칭 한다. 대표적으로 옥수수나 사탕수수 같은 식물에서 전분 등 식물성 원료를 추출하여 만들어지며, 폐식용, 목질과 같은 자원도 활용이 가능하다. 식물성 원료를 활용하면 식물을 재배하는 과정에서도 탄소를 흡수하니 친환경적이고, 폐자원을 활용함으로써 순환경제의 측면에서 자원 낭비를 막을 수 있다. 상당한 기술력을 요구하여 어렵지만 이러한 방식을 활용하면, 기존의 플라스틱보다 화석 연료의 활용 비중이 저감되어 보다 탄소 중립에 다가갈 것으로 기대된다. 바이오 원료로 만든 친환경 PVC를 제품으로 활용하면, 사용 후 처리 단계에서 탄소 발생이 획기적으로 줄어든다. 게다가 재활용을 잘 하면 이산화탄소가 나오지 않게 할 수 있다. 바이오 원료를 생산하는 과정에서 식물을 키워 흡수한 이산화탄소를 PVC 제품으로 굳혀 둔다고 봐도 좋겠다. PVC는 건설업에서도 다방면으로 활용되고 있는데, 최근 탄소 중립의 실현이 건설업에서도 필수가 되며 친환경 자재 활용이 필수가 되는 추세다. 이에 대한 대응으로 한국건설산업연구원은 친환경 PVC와 같이 탄소를 감축할 수 있는 자재 구매 비중을 확대하는 전략을 내세우기도 했다. 친환경 PVC를 활용하면 기존 설비나 공정의 변화 없이 바로 적용이 가능하여 설비 인프라 등의 낭비가 없어 탄소를 감축할 수 있다. 뿐만 아니라 품질과 생산 모두 효율을 유지할 수 있어 효과적이다. 친환경 PVC는 지속 가능성 측면에서 더 많은 관심을 받을 것으로 예상된다. 실제로 유럽, 미국 등 글로벌 시장에서는 바이오 연료를 활용한 플라스틱을 개발하고, 기존 플라스틱을 대체하려는 노력이 지속되고 있다. 이에 따라 바이오 플라스틱 시장은 2022년 200만 톤에서 2060년에는 600만 톤으로 약 3배 가량 성장과 약진이 전망 된다. 비단 유럽이나 미국뿐 아니라 국내에서도 한화솔루션과 같은 기업이 협력사들과의 다양한 친환경 PVC 제품 개발을 통해 국내 친환경 제품 시장을 넓혀가고 있다. 다양한 제품 개발과 더불어 이에 필요한 정책 제안 등을 통해 시장의 기반을 마련하여 글로벌 시장으로의 진출을 계획하는 중이다. 시장의 약진과 성장이 예상되는 만큼, 우리나라의 미래 먹거리로 자리잡을 수 있을지 그 귀추가 주목된다. 플라스틱의 원료 확보부터 재활용까지 탄소 중립 솔루션이 고려되고 있다는 사실은 주목할 만하다. 이와 같이 소재와 연료 패러다임의 전환을 통해 지속가능한 사회와 지구 발전의 기반을 구축할 수 있길 바란다.